یک شرکت تجزیه و تحلیل DNA استارت آپی در سیاتل در حال اجرای پروژه ای با جاه طلبی های جهانی با بودجه جدید 5.5 میلیون دلاری از سوی بنیاد بیل و ملیندا گیتس و مؤسسه ملی بهداشت ایالات متحده است.
فاز ژنومیکس انواع ویروس هایی را که باکتری ها را در نمونه های روده انسان و فاضلاب آلوده می کنند فهرست بندی می کند. ایوان لیاچکو، مدیرعامل این شرکت در مصاحبه ای با brooztechnology گفت، این تیم با برخورد با “یکی از بزرگترین نقاط کور در زیست شناسی” تعیین می کند که کدام ویروس ها کدام باکتری ها را در سراسر جهان آلوده می کنند.
پایگاه داده حاصل می تواند برای توسعه عوامل درمانی جدید و به طور بالقوه برای ساختن یک سیستم نظارتی برای شناسایی و پاسخ به تهدیدات میکروبی استفاده شود.
ویروس هایی که باکتری ها را آلوده می کنند، به نام باکتریوفاژها، همه جا هستند. آنها می توانند سموم تخریب کننده روده تولید کنند یا ژن های مقاومت آنتی بیوتیکی را رمزگذاری کنند و همچنین می توانند باکتری ها را بگیرند و آنها را بکشند. تقریباً 10 عدد وجود دارد31 دانشمندان می گویند باکتریوفاژ روی این سیاره: آنها رایج ترین و متنوع ترین تشکیلات بیولوژیکی روی زمین هستند.
باکتریوفاژها همچنین می توانند برای انسان مفید باشند. آنها به عنوان عوامل درمانی برای از بین بردن باکتری های ناخواسته مورد مطالعه قرار گرفته اند و برای حمله به سلول های سرطانی اصلاح شده اند. محققان همچنین فاژها، نام اختصاری آنها، را به عنوان درمانی برای عفونت های مقاوم به آنتی بیوتیک آزمایش کردند.
اما چیزهای زیادی ناشناخته باقی مانده است، از جمله اینکه کدام فاژها کدام باکتری را آلوده می کنند. لیاچکو گفت که تنها چند صد چنین تعاملی پیدا شده است.
لیاچکو که فاز ژنومیکس را در شرکتی متشکل از 30 نفر از زمان تأسیس آن پیش از این ساخته است، گفت که فاز ژنومیکس قصد دارد مخزنی از ژنوم های ویروسی و میزبان های باکتریایی آنها بسازد، که “یک مرتبه بزرگتر” از آنچه قبلا شناخته شده است، است. هفت سال.
در آن زمان لیاچکو دانشجوی فوق دکترا در دانشگاه واشنگتن بود. و Phase Genomics یک شرکت کوچک در یک کمد تجهیزات سابق بود که توسط لیاچکو و دوست قدیمی‌اش Dungeons & Dragons شان سالیوان، یکی از بنیانگذاران و مهندس سابق مایکروسافت اداره می‌شد.
از آن زمان، کیت‌ها و خدمات فاز برای توالی‌یابی همه چیز از ژنوم پلاتیپوس گرفته تا میکروب‌ها در چاه‌های آب‌های عمیق و محصولات عرضه‌شده به بازار برای حمایت از تحقیقات سرطان و ژنومیک استفاده شده‌اند. (فاز همچنین مشارکت های کارکنان را برای حمایت از تلاش ها در اوکراین، جایی که لیاچکو در آن متولد شد، مقایسه کرد.)
سال گذشته، تیم محاسباتی لیاچکو یک ویژگی جدید در کیت ایجاد کرد که به کاربران اجازه می‌دهد فاژها را با باکتری‌ها مطابقت دهند. ژانویه امسال، آنها نسخه ای از تکنیک خود را در این مقاله منتشر کردند بیوتکنولوژی طبیعی با همکاران
کلید فناوری اصلی این شرکت روشی به نام بستن مستقیم است که شامل پیوند شیمیایی قطعات DNA به یکدیگر است که در یک سلول یا باکتری به هم نزدیک هستند. این روش DNA باکتریوفاژها و DNA باکتریایی پروگزیمال را که در خواندن توالی DNA ترکیب می‌شوند، پیوند می‌دهد. تجزیه و تحلیل مجموعه داده های بزرگ به محققان اجازه می دهد تا بفهمند کدام فاژها و کدام باکتری ها آلوده شده اند.
لیاچکو گفت، این تیم می تواند اطلاعات ژنوم یک میزبان ویروسی را با سطل استخراج کند.
هدف پروژه جدید فراهم کردن زمینه ای برای سیستم نظارتی است که می تواند تهدیدات میکروبی در حال ظهور در سراسر جهان را شناسایی کرده و به آنها پاسخ دهد. لیاچکو “سپری برای امنیت زیستی در سراسر جهان” فراهم می کند.
با استفاده از فناوری ما، می‌توانید بفهمید که کدام باکتری ناقل مقاومت آنتی‌بیوتیکی است و اکنون زرادخانه‌ای در برابر آنها دارید. لیاچکو گفت: حالا می‌توانید فاژ بسازید تا آنها را بکشید.
Phase Genomics با محققانی که پیوند میکروبیوتای مدفوع (FMT) را انجام می دهند، انتقال مدفوع از یک اهدا کننده سالم، همکاری کرده است. FMT برای درمان استفاده می شود کلستریدیوم دیفیسیل عفونت و در صدها کارآزمایی بالینی آزمایش شده است.
محققان این شرکت جمعیت فاژها و باکتری ها را در بیماران قبل و بعد از عمل ارزیابی کردند. لیاچکو گفت، شاید آنها فاژهایی را پیدا کنند که باکتری های مضر را از بین می برند و در نهایت جایگزین FMT می شوند.
“چرا یک ویروس خاص میزبان خاصی را انتخاب می کند؟” هنگامی که این قوانین را درک کردید، می توانید یک طراحی قابل پیش بینی ایجاد کنید. نتیجه ممکن است مجموعه ای از عوامل درمانی جدید بالقوه برای شرایط مختلف باشد.
بنیاد گیتس 3.5 میلیون دلار به این پروژه کمک می کند که بر اساس بودجه قبلی شرکت است، و NIH نیز 2 میلیون دلار از طریق کمک مالی اخیراً اعلام شده برای مشاغل کوچک ارائه می دهد.
Phase Genomics مالک پایگاه داده خواهد بود، اما آن را با قیمت یا رایگان در اختیار گروه های خاصی از طریق توافق نامه های دسترسی جهانی قرار می دهد.
افرادی که داوطلبانه نمونه های مدفوع را برای این پروژه اهدا می کنند به نتایج آنها که تنوع میکروبی روده آنها را نشان می دهد دسترسی خواهند داشت. این شرکت شبکه جهانی همکاران خود را ایجاد می کند و اهداکنندگان نمونه را جذب می کند.